大型环锻件轧制研究现状与展望

李兆通，李 亮，景财年，林 涛，冯 燕，吴忠林，赵顺治

(1.山东建筑大学 材料科学与工程学院，山东济南 250101；2.山东建筑大学 工程训练中心，山东济南 250101)

0 引言

大型环锻件[1]作为一种大型无缝环件，是大型机械设备[2]的重要组成部分，被广泛应用于航空机匣、风电法兰、轴承外圈及齿轮环、核反应堆加强圈等关键部位，这种大型零件工作环境恶劣，常要求具有耐高温、耐腐蚀、高强韧性等优良性能[3]（如图1）。随着环锻行业的发展，环锻件种类越来越多，尺寸也趋于大型化，逐渐满足了行业发展的需求。近年来，随着环件轧制水平的提高，大型矩形截面环锻件的研制已经达到了国际水平，2018 年首都航天机械有限公司在国内成功轧制出ø9m 薄壁铝合金大型环件[4]，2019 年由中科院金属研究所与伊莱特重工研制出ø15.6m 奥氏体不锈钢超大型环锻件，解决了众多行业领域“卡脖子”的难题[5]。但是，当下大型异形截面环件仍存在难成形的问题，诸多学者为解决大型异形截面环件难成形的问题，对其制坯工艺进行了大量的研究。本文以解决大型异形截面环件难成形和成形精度低的问题为前提，阐述了国内外学者对环件轧制有限元模拟、大型异形截面环件制坯优化和轧制方法方面的理论分析及研究成果，并介绍了大型环件常见内、外部缺陷，以期为大型环锻件的成形成性一体化发展提供经验。

图1 大型环锻件实例图[3]

1 环件轧制有限元模拟

环件轧制是一个热力耦合的非线性过程，仅采用理论分析的方法来指导实际生产势必会造成资源的浪费和成本的提高。……